Sciences une découverte superbe : elle permet aux plantes de mieux utiliser le Soleil et pourrait éradiquer la famine

Pour nourrir les 9 milliards d’habitants en 2050, la production agricole devra augmenter et faire face à toute une série de contraintes qui pourraient la compromettre. C’est pour résoudre ce problème que des chercheurs ont trouvé une solution qui permettrait d’augmenter considérablement le rendement agricole.

Les plantes vivent grâce au processus biochimique de photosynthèse qui les maintient en vie. En effet, les végétaux utilisent l’énergie lumineuse du soleil, le gaz carbonique et de l’eau pour libérer de l’oxygène et fabriquer du sucre. Ce processus est toutefois lent, car d’après les scientifiques, il utilise peu d’énergie solaire. Cependant, les chercheurs ont trouvé le moyen de l’amplifier.

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Les scientifiques ont modifié les gènes d’une plante de manière à ce qu’elle imprégne la lumière du Soleil plus rapidement et avec plus d’intensité. La modification génétique d’une partie du système de protection des plantes a augmenté la croissance des feuilles (plants de tabac) de 14% à 20% selon une étude publiée dans la Revue Science. Cette avancée pourrait multiplier les récoltes de nourriture et augmenter les rendements.

« Maintenant que nous savons que cela fonctionne, il ne sera pas trop difficile de le faire avec une panoplie de cultures. Si on regarde les cultures à travers le monde, il serait possible d’augmenter le rendement de plusieurs millions de tonnes de nourriture », explique l’auteur de l’étude, Stephen Long, professeur de sciences de la culture à l’université de l’Illinois.


© Wikipédia

De plus, cette modification génétique ne serait pas dangereuse pour la plante, car elle fonctionne comme un moteur à vapeur. S’il y a une surcharge au niveau de la chaleur, la plante se débarrasse de l’excès d’énergie en toute sécurité. Il faut ainsi dix minutes, voire une heure pour que les plantes ajustent leur niveau de luminosité, de sorte que la plante ne reçoive pas la quantité optimale de l’énergie. Tala Awada, professeur d’agriculture à l’université de Lincoln au Nebraska a mis en garde sur le fait que le rendement pourrait ne pas être si élevé pour les cultures vivrières traditionnelles.

Il est logique d’être réticent à une modification génétique sur des plantes. Les OGM ont toujours été un sujet sensible du point de vue de l’éthique. Même si cette avancée pourrait permettre d’alimenter des millions de personnes dans le monde, la modification génétique reste un sujet qui fait grandement débat.

 

 

Source le Daily Geek Show

 

 

Insolite Santé : Cancer du sein: 100.000 euros levés pour un programme de chiens renifleurs

Des chiens habitués à détecter les stupéfiants ou les explosifs seraient capables de repérer l’odeur dégagée par certaines cellules cancéreuses…

100.000 euros ont été levés par l’Institut Curie grâce à une campagne de financement participatif destinée à développer le projet Kdog, rapporte Pourquoi Docteur. Lancé en avril dernier, ce programme met à contribution des chiens renifleurs pour détecter les cancers du sein.

Créé par l’entreprise cynophile ITDC, le projet repose sur le constat que certaines cellules cancéreuses s’attaquant aux seins ont une identité olfactive particulière. Cette dernière pourrait donc être détectée par des chiens spécialement dressés.

Deux bergers malinois en formation

Chez ITDC, en Haute-Vienne, deux bergers malinois de l’armée de l’Air, habituellement utilisés pour repérer des explosifs ou de la drogue, sont d’ailleurs formés par le spécialiste Jacky Experton.

Ainsi, les réactions de Thor et Hunter face à l’odeur de tumeurs prélevées, mais aussi de pièces de tissu imprégnées de la sueur de patientes, sont observées de près. Par la suite, l’expert fera sentir aux deux animaux des tissus portés par des femmes malades ou en bonne santé et il sera alors possible de déterminer si les deux ex-chiens-soldats arrivent à faire la différence.

chien nez

Les tests devraient durer entre six et neuf mois en fonction de la vitesse d’apprentissage et des progrès de Thor et Hunter. En cas de succès, il faudrait en passer par un essai clinique de plus grande ampleur, avant de pouvoir envisager, un jour, d’offrir aux femmes une méthode de dépistage de certains cancers du sein simple, non-invasive et peu coûteuse. «Il suffira à une femme de porter un chiffon pendant quelques heures sur son sein puis de l’envoyer par la poste à un laboratoire», expliquait récemment Le Figaro. Le quotidien rappelait alors que le concept de chein renifleur existait déjà aux Etats-Unis pour détecter les cancers de la prostate même «si son efficacité scientifique n’a pas encore été prouvée.»

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Génial : Recherche, elle trouve une technologie révolutionnaire qui allonge la durée de vie des batteries au lithium

 

De 200 000 cycles de batterie lithium, au bas mot !

Les avancées scientifiques sont le produit de recherches intenses, de protocoles complexes, de rudes efforts. Et parfois c’est une question de coup de bol. Prenez Mya Le Thai, étudiante en chimie de l’université de Californie. C’est en réalisant une expérience destinée à améliorer la résistance des batteries au lithium qu’elle a découvert de manière totalement fortuite une nouvelle méthode révolutionnaire.

Ordinateurs, smartphones, tablettes ; les batteries au lithium sont partout et leur durée de vie est bien connue : entre 5 000 et 7 000 cycles en moyenne. Ensuite, la batterie décède. Allonger leur durée de vie est donc un véritable enjeu. Et les chercheurs de l’université de Californie travaillaient sur l’implantation de nano-fils sur ces batteries pour améliorer leur résistance. Sans succès. Car ces fils sont très fragiles, et ne permettent pas d’allonger véritablement le nombre de cycles de charge.

« Mya (…) a enduit (les nano-fils) d’une couche de gel très mince et a commencé (l’expérience) »explique Reginald Penner, président du département de chimie de l’UCI. « Elle a découvert que juste en utilisant ce gel elle pouvait refaire le cycle des centaines de milliers de fois sans perdre de capacité. »

On passe de 7 000 cycles à 200 000 cycles

De fait, on passe alors de 7 000 cycles à 200 000 cycles, au minimum. L’expérience inopinée à bien sûr été renouvelée par l’équipe de recherche. Le nano-fil d’or a été placé dans une enveloppe de dioxyde de manganèse, et le lithium a été remplacé par un gel électrolyte. De quoi se rendre compte que les 200 000 cycles ne produisent une dégradation des performances de la batterie de… 5%.

De nouveaux tests sont en cours afin de mieux comprendre les causes de cette incroyable durée de vie. « Pour l’instant nous n’avons pas encore tout compris du fonctionnement de ces batteries » explique le responsable de la recherche Reginald Penner. Toujours est il que ces nouvelles batteries pourraient profiter aux smartphones bien sûr, mais aussi aux voitures électriques.

Cette découverte pourrait permettre de commercialiser des batteries pour les ordinateurs, les smartphones, les voitures électriques ou encore les engins spatiaux.

Santé. Des gènes humains transformés par CRISPR pour résister au sida

Un an après une première mondiale, réalisée en Chine en 2015, des scientifiques chinois ont à nouveau génétiquement modifié des embryons humains. Malgré la controverse et les inquiétudes d’ordre éthique suscitées par la première étude, l’équipe de chercheurs mettent en avant les bénéfices que peut apporter la technique CRISPR.

Crispr – prononcez « crispeur » –, acronyme anglais pour Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (« Courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées », si tant est que ce soit plus clair en français), ce n’est vraiment pas terrible. Mais les scientifiques ne sont pas des romanciers, il est vrai.

Un groupe de scientifiques d’une Université de Canton a annoncé avoir réussi à introduire une modification dans des gènes d’embryons (on parle de mutation). Quatre embryons sur 26 testés ont été modifiés avec succès. Leurs cellules sont devenues plus résistantes au Virus de l’immunodéficience humaine (VIH), responsable du Sida.

VIH et SIDA sont responsables de moins en moins de morts dans la monde chaque année mais restent un problème de santé publique majeur.
VIH et SIDA sont responsables de moins en moins de morts dans la monde chaque année mais restent un problème de santé publique majeur. | VISACTU

« Un peu comme un traitement de texte » La technique utilisée s’appelle CRISPR-Cas9. Depuis 2012, elle permet de corriger les ADN défectueuses.

Emmanuelle Charpentier est l’une des biologistes auteurs de cette technique. Elle en vulgarise le fonctionnement : CRISPR est « un peu comme un logiciel de traitement de texte peut permettre d’éditer ou de corriger la typographie d’un document ». 

Des inquiétudes éthiquesEn février, le Royaume-Uni autorisait pour la première fois les chercheurs britanniques à utiliser cette technique, mais seulement pour la recherche. D’une manière générale, le pays interdit les manipulations génétiquement à des fins thérapeutiques depuis 2009.

L’utilisation de CRISPR par des équipes chinoises sur des embryons humains, avant même que soit établît un consensus éthique international sur ce procédé, suscite aujourd’hui la controverse.

Le site genethique.org relève deux niveaux de problèmes éthiques posés par l’utilisation de la technique du « copier/coller génétique » chez l’humain. En résumé, une partie des modifications génétiques comme celles-ci sont transmissibles d’une génération à l’autre : si une erreur est commise sur un embryon, elle risque de perdurer. Le deuxième point touche « la modification elle-même : va-t-on chercher seulement à corriger pour redonner une fonction normale, ou va-t-on chercher à augmenter certaines capacités ? »

De multiples usagesMais cette technique d’édition du génome serait une « révolution » dans la recherche car ses usages sont très variés.  Han Bin, le directeur du Centre chinois pour la recherche génétique, estime que les bénéfices thérapeutiques potentiels de la technique pour lutter contre les maladies liées à l’hérédité, dont le cancer, « doivent l’emporter sur les scrupules ».

Emmanuelle Charpentier abonde : les enjeux de l’utilisation de cette technique « sont énormes car c’est une technologie révolutionnaire qui a beaucoup de développements possibles ». En janvier, CRISPR avait par exemple permis de dynamiser la recherche sur la myopathie et d’espérer la découverte de nouveaux traitements.

Sciences : Des lacs et des rivières d’azote ont existé sur Pluton

La sonde New Horizons n’en finit pas d’apporter des informations précieuses sur Pluton. Ce mardi, les chercheurs ont confirmé que des lacs et des rivières avaient bien pu existersur la planète naine. Les scientifiques en avaient eu l’intuition en observant la surface de Pluton à l’aide des clichés pris par New Horizons. Ils en ont une confirmation théorique en modélisant les variations climatiques de la planète naine : il y a environ 900.000 ans, « des liquides ont pu exister sur Pluton », a déclaré Alan Stern, qui dirige la mission.

>> A lire aussi : Ce que l’on a découvert sur Pluton, ce qu’il reste à découvrir

Axe de rotation

Mais comment de l’azote a-t-il pu se liquéfier sur une planète aujourd’hui gelée ? Les chercheurs ont expliqué que cela dépendait de l’axe de rotation de la planète. Sur la Terre, les pôles gelés sont le résultat d’un axe d’inclinaison de 23° par rapport au Soleil. L’axe de notre planète ne peut varier que d’un degré, mais sur Pluton il peut osciller de plus de 20°en quelques millions d’années. Il en résulte de fortes variations de pression : « Nos modélisations montrent que la pression a pu être 1.000 à 10.000 fois plus élevée dans le passé », explique Alan Stern. Et quand la pression est plus forte, l’eau ou l’azote se liquéfie.

Aujourd’hui, l’azote est gelé sur Pluton, mais les chercheurs pensent possible que de l’azote liquide subsiste sous la croûte glacée, à environ 1km de profondeur. « Il pourrait être sous forme liquide à la base », estime Orkan Umurhan, chercheur à la Nasa. Les chercheurs pourront-ils confirmer l’intuition que sous la surface à -400°C de Pluton repose un océan liquide ? La sonde New Horizons continuera à les abreuver d’informations jusqu’à la fin 2016.

Autre article sur l’espace et les sciences :

Superbe : Pour la première fois, la Nasa montre l’explosion d’une supernova en images

Super : Hubble identifie la plus lointaine des galaxies

Elle s’est formée lorsque l’Univers était seulement âgé de 400 millions d’années. GN-z11 appartient peut-être à la première génération de galaxies.

La galaxie GN-z11 existait déjà 400 millions d'années après le big-bang. NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)La galaxie GN-z11 existait déjà 400 millions d’années après le big-bang. NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)

RECORD. Pour mesurer la distance de GN-z11, les astronomes ont poussé le télescope spatial Hubble à ses limites et il sera difficile d’en savoir plus sur cette dernière avant que le James Webb Telescope soit opérationnel. Avec une sensibilité cent fois supérieure, il pourra livrer de nouveaux détails sur cette galaxie qui s’est formée alors que l’Univers avait à peine 3% de son âge actuel. Un record. Auparavant la plus ancienne galaxie identifiée était EGS-zs8-7, de 200 millions d’années son ainée.

Une découverte surprenante

GN-z11 était déjà connue des astronomes mais grâce à de nouvelles mesures spectrales, réalisées avec la caméra grand-champ WFC3 d’Hubble, ils ont pu réévaluer son âge. « Nous avons fait un grand pas en arrière dans le temps, au-delà de ce que nous pensions être en mesure de faire avec Hubble » se réjouit Pascal Oesch de l’Université Yale et principal auteur d’une étude à paraître dans l’Astrophysical Journal. Cette très jeune galaxie a pu être observée par Hubble parce qu’elle est particulièrement lumineuse : elle transforme environ 24 masses solaires de gaz et de poussières en nouvelles étoiles chaque année, soit un taux de formation stellaire 20 fois supérieur à celui de la Voie lactée actuellement. Ci-dessous l’arbre chronologique de l’Univers avec la position de cette nouvelle galaxie.

Crédit : NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

MYSTERE. Si on la compare à d’autres galaxies, GN-z11 n’est pas vraiment impressionnante. Elle est 25 fois plus petite que la Voie lactée et pèse à peine 1 milliard de masses solaires contre plusieurs centaines de milliers pour la notre. C’est toutefois un « monstre » cosmique compte tenu de sa période de formation. En fait, sa présence est une véritable surprise pour les astronomes : « La découverte de GN-z11 a été une grande surprise pour nous, nos travaux antérieurs suggèrent que ces galaxies brillantes ne devraient pas exister si tôt dans l’Univers », explique Marijn Franx de l’université de Leiden aux Pays-Bas. Un de ses collègues, Ivo Labbe, précise que « La formation de Gn-ze11 reste un peu mystérieuse et prouve que nos connaissances sur l’univers sont encore très limitées ».

Vidéo :

Vidéo très courte qui montre la galaxie

Découverte de 30 petits neurones qui endorment la douleur

Une trentaine de neurones situés dans une région du cerveau, l’hypothalamus, provoquent la libération d’une substance naturelle, l’ocytocine, dans le sang et la moelle épinière, qui inhibe la douleur, selon une étude publiée le 3 mars dans la revue américaine spécialisée Neuron.

 

« L’ocytocine est un acteur essentiel dans la modulation de la perception de la douleur« , a expliqué à l’AFP Alexandre Charlet, chercheur du CNRS qui a coordonné l’étude menée par près de 30 scientifiques internationaux (France, Allemagne, Chine, Suisse, Italie, Etats-Unis).

Jusqu’à présent, le processus de libération de cette ocytocine (qui est notamment synthétisé par l’hypothalamus, dans le cerveau), était mal connu.

Les chercheurs sont parvenus à identifier un « centre de contrôle de la douleur » constitué d’une trentaine de neurones qui coordonnent la libération d’ocytocine dans le sang et la moelle épinière.

« Lors de douleurs aiguës ou d’une sensibilisation inflammatoire (brûlure, pincement, coupure, etc.), l’information est acheminée par les nerfs périphériques jusqu’aux neurones de la moelle épinière« , explique le CNRS à l’AFP.

« L’information est alors adressée à d’autres neurones, parmi lesquels une petite population de 30 cellules de petite taille […] de l’hypothalamus, identifiés par l’équipe d’Alexandre Charlet. En retour, ils activent une famille de gros neurones […] dans une autre région de l’hypothalamus, qui libèrent l’ocytocine dans la circulation sanguine« .

L’ocytocine vient alors « endormir » les neurones périphériques (situés près de la zone douloureuse) qui envoient au cerveau le message responsable de la douleur. Parallèlement, le prolongement de ces trente neurones (appelés axones et mesurant jusqu’à un mètre) atteint la plus profonde des dix couches de la moelle épinière. « C’est précisément à cet endroit, où le message sensoriel est codé en intensité, qu’ils libèrent l’ocytocine. Ils diminuent donc, par deux voies simultanées, la reconduction du message douloureux au cerveau« , selon le CNRS.

Les chercheurs espèrent à présent « trouver des marqueurs génétiques capables d’activer ou inhiber de manière spécifique ces trente neurones« , afin de mieux atténuer les symptômes de patients souffrant de douleurs pathologiques, tout en limitant les effets secondaires, a commenté Alexandre Charlet.

Par Allodocteurs

 

Etonnant : Cancer de la peau et peau de banane

L’analogie entre la réaction au soleil d’une peau de banane et d’une peau humaine a permis à des chercheurs de développer un outil de détection du mélanome.

–  « En vieillissant, les bananes se couvrent de taches noires causées par la présence d’une enzyme, la tyrosinase. Il s’agit d’un processus naturel de brunissement de certains organismes, comme la nourriture. Cette même enzyme joue également un rôle dans le cancer de la peau de type mélanome », expliquent dans un communiqué des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse. La peau de banane et la peau humaine ont en effet une chose en commun : lorsqu’elles sont agressées par le soleil, elles produisent la même enzyme, la tyrosinase donc, dont la présence et la distribution permettent de déterminer le stade de développement du mélanome cutané, selon l’étude publiée lundi 8 février 2016 dans la revue allemande Angewandte Chemie.En effet, c’est lorsqu’un dysfonctionnement se produit dans la régulation de cette « enzyme du bronzage » que le mélanome apparaît sous la forme d’une tâche très foncée.

L’enzyme renseigne sur le stade du mélanome

À partir de cette analogie – présence de tyrosinase dans les fruits mûrs et le mélanome humain -, la chimiste Tzu-En Lin a développé une technique d’imagerie permettant de mesurer la présence de tyrosinase et sa distribution dans la peau. « Les recherches ont été effectuées d’abord sur des fruits mûrs, puis sur des échantillons de tissus cancéreux », précisent les chercheurs. « Elles ont prouvé que le niveau de présence et la distribution de l’enzyme tyrosinase renseignent sur le stade de la maladie. » Au stade 1, l’enzyme apparaît peu. Au stade 2, elle est présente en grande quantité et de façon homogène. Au stade 3, elle est distribuée de façon hétérogène.

©Pascal Coderay/EPFL

Visualiser les tumeurs et les éliminer

« Travailler sur les fruits nous a permis de mettre au point un outil de diagnostic que nous avons pu tester avant de le faire sur des biopsies humaines », indique Hubert Girault, responsable de l’équipe ayant mené cette étude. L’outil, un mini scanner doté de huit micro-électrodes souples, vient caresser la surface de la peau tout en mesurant la réactivité de l’enzyme. Alors qu’on sait que plus un mélanome est diagnostiqué tôt, plus les chances de guérison sont élevées, cette technique pourrait s’avérer un précieux outil pour les dermatologues. De quoi leur permettre de confirmer ce qu’ils détectent avec un œil averti. Elle serait aussi une alternative à des tests invasifs comme la biopsie. « La prochaine étape sera d’utiliser ce même scanner afin de visualiser les tumeurs et les éliminer », poursuivent les chercheurs. « Nos premiers essais en laboratoire nous ont montré que les cellules pouvaient être détruites à l’aide de notre outil », souligne Hubert Girault. Quand les mélanomes sont diagnostiqués tôt, le taux de survie à cinq ans atteint 86 % pour les hommes et jusqu’à 92 % pour les femmes, selon des données des autorités sanitaires françaises.

lien vers article sciences et avenir et une vidéo explicative

santé : Une solution simple pour éliminer le cancer du pancréas a été découverte

Des chercheurs toulousains viennent de découvrir que la progression du cancer du pancréas pouvait être stoppée en éliminant totalement une certaine enzyme de l’organisme.

Explications :

C’est l’un des cancers les plus meurtriers : chaque année, en France, 12 000 personnes décèdent suite à un cancer du pancréas, alors que 13 000 nouveaux cas apparaissent annuellement.

Le taux de survie à 5 ans est exceptionnellement faible : seulement 20 % si la maladie est diagnostiquée suffisamment tôt (on rappelle que le cancer du pancréas est encore trop souvent confondu avec la pancréatite chronique) et si le patient bénéficie d’une chimiothérapie. Selon certains experts, en 2020, le cancer du pancréas pourrait même grimper deux places et devenir la seconde cause de mortalité par cancer en Europe…

 

Bloquer la progression de la tumeur

Cependant, il reste de l’espoir : tout récemment, une équipe de chercheurs toulousains a en effet découvert une méthode pour empêcher la prolifération des cellules cancéreuses dans le cadre d’un cancer du pancréas. Le secret ? Éliminer de l’organisme toute trace de cytidine désaminase (CDA), une enzyme naturelle qui intervient dans le développement cellulaire.

Une découverte qui aurait été faite par accident, selon le Dr Pierre Cordelier, directeur de recherche Inserm au Centre de recherche en cancérologie de Toulouse (CRCT). « En éliminant la CDA nous avons découvert que la prolifération des cellules cancéreuses est sévèrement réduite, sans même aucune chimiothérapie, explique-t-il. On ne s’y attendait pas du tout. On croyait qu’enlever la CDA ne faisait qu’aider la chimiothérapie. Mais, ce qui était totalement inattendu, c’est qu’en éliminant la CDA, on bloque la progression de la tumeur. »

Une excellente nouvelle qui devrait permettre l’élaboration de nouveaux traitements d’attaque. Cependant, les applications pour le grand public ne devraient pas voir le jour avant 5 à 10 ans, toujours selon le Dr Cordelier.

Enfin cette nouvelle avancée médicale est un immense espoir face à cette maladie qui est souvent découverte très tard, à l’occasion d’un autre examen médical et à laquelle le taux de survie est fort mince, alors à suivre de près……